基于单片机的数字示波器实验设计

以单片机为核心,配合单片机外设,设计了简易数字示波器实验。通过ICL8038信号发生器产生信号形式、频率和幅值可调的信号,经过单片机内部ADC转化为数字信号发送给单片机处理,再通过LCD12864显示波形及参数,最后观察波形并进行实验数据的误差分析。该实验过程结合了数字信号处理、单片机原理、计算机程序设计、接口原理、通信原理等课程相关内容,充分锻炼了学生对所学课程的综合运用能力。实验结果表明,该示波器的测量误差在±3%范围之内,实验重复性较好,适合作为学生实验内容。     

巧用示波器测量信号的幅度和频率

针对示波器在电子类专业实验中的广泛应用,介绍了一种提高示波器测量信号幅度和频率精度的方法。从减小测量信号的偶然误差和系统误差两个角度出发,阐述了如何用示波器精确测量信号幅度和频率。该方法测量准确,形象直观,拓展了示波器的使用功能,使之能够取代用毫伏表和频率计来测量信号的幅度和频率,可减少投资和损耗。     

声速和声压同步测量实验的设计与实现

针对声速测量实验中多关注时间（相位）而忽略信号幅值的不足,依托常用的水声探测设备在水箱中搭建信号测量装置。利用示波器得到直达声的时间差和电压峰峰值,基于时差法的测量原理计算水中声速并进行电声转换,实现声速和声压的同步测量。结果表明声速和纯水中理论声速的相对误差为2.0%,声压级差和球面波声传播理论声压级差的相对误差约为6.0%。该实验设计加深了对声压、灵敏度等抽象概念的理解,训练了学生利用Excel进行数据处理的能力。     

数字万用表对方波傅立叶分解进行电压修正

方波傅立叶分解大学物理实验,传统的实验方法是运用示波器测出取样电阻各次正弦谐波电压峰-峰值,再对其电压值进行修正。运用数字万用表替代示波器进行方波信号傅立叶分解实验,具有电压测量实验电路简单、RLC串联谐振点的判断更为准确的特点。本文介绍了用数字万用表对方波信号傅立叶分解进行电压测量和修正的主要实验操作步骤和实验数据,证明了此方案的可行性。     

频谱分析法在单摆实验中的应用

以现代化的实验手段改造传统实验,给予学生丰富的综合性实验技能训练,是各类实验课程改革的一项重要任务。作为信号分析和基础物理实验相结合的一个范例,引入感测技术和计算机技术,特别是频谱分析法改造了单摆测量重力加速度的实验,并完成了传统单摆实验无法完成的阻尼系数测量,既丰富了实验内容,又扩展了理工科学生应用现代化实验手段的能力。     

光热反射实验中微弱信号的测量

介绍了用激光光热反射方法测量表面下物体热物性的实验原理.分析了实验中噪声的主要来源,运用带通滤光片结合差分探测的方式降低激光器产生的噪声.锁相放大技术对被测信号进行窄带放大,锁相放大器结合示波器输出了被测信号的周期变化部分,实现了光热法测量中微弱信号的测量.     

电子测量实践教学中虚拟示波器的设计与实现

虚拟仪器代表了电子测量仪器的发展方向,而示波器是电子测量领域应用最广泛的一款时域测量仪器,因此将虚拟示波器的设计与制作引入到电子测量实践教学中,要求学生设计并制作一款基于STM32单片机的双通道虚拟示波器,根据示波器的性能指标等参数进行示波器方案的设计、论证以及软硬件电路的制作,并给出最终的测量结果。通过该实验学生可以深刻地理解虚拟示波器的工作原理以及虚拟仪器的概念,并有效地培养学生的创新能力、工程实践能力和团队协作能力。     

高速光纤通信测量技术的发展趋势

 光纤通信单信道速率持续向100 Gbit/s甚至更高发展,对测量仪器的带宽提出了更高的要求。由于电子瓶颈的限制,传统的电示波器极限带宽在70～90 GHz。目前能够测量100 Gbit/s光通信信号的电示波器技术难度和成本越来越高。为了突破电子瓶颈的限制,需要采用新的采样机理对超高速光通信信号或超宽带光信号进行测量。介绍了光域采样的基本原理和相应的光采样示波器及光采样示波器研发的进展。随着信道速率的不断提高,光纤链路的物理损伤对信号的影响越来越显著,如何监测光纤链路的物理损伤成为超高速光通信网需要解决的问题。基于对光物理层损伤的研究,提出了采用分数阶傅里叶变换测量光纤链路色散和非线性效应的方法,并对高速光纤通信链路的测量技术发展作了展望。     

谐振频率测量试验方案研究

提出了大学物理实验中谐振频率测量的3种实验方案,作为设计性实验,利用示波器方法测量谐振频率对加深学生对理论知识的理解、开拓学生创新思维能力、锻炼学生的实际动手能力等均是一个良好的范例,并在大学物理实验中取得了满意的教学效果。     

示波器在内燃机故障诊断实验教学研究中的应用

利用示波器完成对内燃机特征及故障波形的实验过程,目的为加深学生对内燃机故障诊断教学内容的理解.为促进学生思考及动手能力,促进其将课本知识与实践相结合,分析了示波器在内燃机故障测试方面的应用.这对巩固课堂教学内容,使学生走向社会能尽快适应社会发展需要打下坚实基础.